C++学习笔记(函数)

函数

函数定义包括:返回类型、函数名字、由0个或多个形参组成的列表以及函数体express

函数调用完成两项工做:
一、用实参初始化函数对应的形参
二、被控制权转移给被调用函数数组

函数的返回类型不能是数组类型或函数类型,但可使指向数组或函数的指针函数

形参和函数内部定义的变量统称为局部变量,同时还会隐藏在外层做用域中同名的其余全部声明优化

局部静态对象

在程序的执行路径第一次通过对象定义语句时初始化,而且知道程序终止才被销毁,在此期间即便对象所在函数结束执行也不会对它有影响命令行

函数声明(函数原型)

若是一个函数永远也不会被用到,那么它能够只有声明没有定义指针

函数声明与函数定义相似,区别是函数声明无须函数体,用一个分号代替便可调试

尽可能把声明放到头文件中,把定义放到源文件中code

参数传递

传值参数

初始化一个非引用类型的变量,初始值被拷贝给变量。对变量的变更不会影响初始值对象

指针形参

和其余非引用类型同样,执行指针拷贝操做时,拷贝的是指针的值,即指针的值不会改变,指针所指对象的值会改变递归

传引用参数

经过使用引用实参,容许函数改变一个或多个实参的值

拷贝大的类类型对象或者容器对象比较低效,甚至有的类类型根本就不支持拷贝操做,当某种类型不支持拷贝操做时,函数只能经过引用型形参访问该类型的对象

引用类型的形参能够做为输出参数,也可做为输入参数,这样就可实现返回多个值的函数

const 形参和实参

当用实参初始化形参时会忽略掉顶层const,因此在函数重载时,const int i = int i

指针或引用形参与 const

可使用很是量初始化一个底层 const 对象,反过来不行,一个普通的引用必须用同类型对象初始化

尽可能使用常量引用

数组形参

不容许拷贝数组、使用数组时一般会将其转换成指针

使用标记指定数组长度

相似字符串以'0'结束

使用标准库规范

传递指向数组首元素和尾后元素的指针

显式传递一个表示数组大小的形参

专门定义一个表示数组大小的形参

main:处理命令行选项

int main(int argc, char *argv[]) {. . .}
int main(int argc, char **argv[]) {. . .}

第二个形参argv是一个数组,它的元素是指向C风格字符串的指针,第一个形参argc表示数组中字符串的数量
容许main函数没有return语句直接结束,编译器会隐式插入一条返回0的return语句,返回0表示成功,返回其余值表示失败,非0值的具体含义依机器而定

含有可变形参的函数

若是全部的实参类型相同,能够传递一个名为initializer_list 的标准库类型;
若是实参的类型不一样,能够编写一种特殊的函数,也就是所谓的可变参数模板
C++还提供了一种特殊的形参类型(即省略符),能够用它传递可变数量的实参,这种功能通常只用于与C函数交互的接口程序

initializer_list 形参

提供的操做为:
initializer_list<T> lst; 默认初始化;T类型元素的空列表
initializer_list<T> lst{a, b, c} lst的元素数量和初始值同样多;lst的元素是对应初试值的副本,列表中的元素是const
lst2(lst) 拷贝或复制一个initializer_list对象不会拷贝列表中的元素,拷贝后,原始列表和副本共享元素
lst2 = lst
lst.size() 列表中的元素数量
lst.begin() 返回指向lst中首元素的指针
lst.end() 返回指向lst中尾元素下一个位置的指针
initializer_list 对象中的元素永远是常量值,没法改变元素的值
若是想向initializer_list形参中传递一个值的序列,必须把序列放在一对花括号内

省略符形参

只能出如今形参列表的最后一个位置,形式有如下两种:

void foo(parm_list, ...);
void foo(...);

返回类型和return语句

return语句终止当前正在执行的函数并将控制权返回到调用该函数的地方
return有两种形式:

return;
return expression;

不要返回局部对象的引用或指针
调用运算符的优先级与点运算符和箭头运算符相同,符合左结合律

列表初始化返回值

C++11容许函数返回花括号包围的值的列表
若是函数返回的是内置类型,则花括号包围的列表最多包含一个值,并且该值所占空间不该该大于目标类型的空间,若是函数返回的是类类型,由类自己定义初始值如何使用

递归

一个函数直接或间接调用自身,就称该函数为递归函数

返回数组指针

方法一:使用类型别名

typedef int arrT[10];
using arrT = int[10];
arrT *func(int i);

方法二:声明一个返回数组指针的函数
形式为:

Type(*function(parameter_list))[dimension]

Type 表示元素的类型,dimension表示数组的大小
例如:int (*fun(int i))[10];
方法三:使用尾置返回类型
例如:auto func(int i) -> int(*)[10];
方法四:使用decltype
例如:

int odd[] = {1, 3, 5, 7, 9};
int even[] = {0, 2, 4, 6, 8};
decltype(odd) *arrPtr(int i)
{}

函数重载

函数名字相同,形参数量或者形参类型不一样,不容许两个函数除了返回类型外其余全部要素相同

重载和const形参

一个拥有顶层const的形参没法和另外一个没有顶层const的形参区分开来
若是形参是某种类型的指针或引用,则经过区分其指向的是常量对象仍是很是量对象能够实现函数重载,此时const是底层的

调用重载的函数

当调用重载函数的时候有三种可能结果:
编译器找到一个实参最佳匹配的函数,并生成调用该函数的代码
找不到任何一个函数与调用的实参匹配,此时编译器发出无匹配的错误信息
有多于一个函数能够匹配,可是每个都不是明显的最佳选择,此时发生二义性调用的错误

默认实参

一旦某个形参被赋予了默认值,其后全部形参都必须有默认值,若是调用时想用默认实参,只要在调用时省略该实参
在给定的做用域中一个形参只能被赋予一次默认形参
局部变量不能做为默认实参

内联函数和constexpr函数

内联函数

将函数指定为内联函数,就是将它在每一个调用点上内联地展开,消除运行时开销
内联机制用于优化规模较小,流程直接,频繁调用的函数

constexpr函数

constexpr函数指能用于常量表达式的函数
函数的返回类型及全部形参的类型都得是字面值类型,并且函数体重必须有且仅有一条return语句
constexpr函数被隐式指定为内联函数
容许constexpr函数返回值并不是一个常量

内联函数和constexpr函数能够在程序中屡次定义,一般定义在头文件中

调试帮助

assert预处理宏

是一个预处理变量,相似内联函数,使用一个表达式做为它的条件:

assert(expr);

对expr求值,表达式为假,输出信息并终止程序执行,表达式为真,什么也不作,定义在cassert头文件中,assert宏用于检查“不能发生”的条件

NOEBUG预处理变量

assert行为依赖于一个名为NOEBUG的预处理变量的状态,若是定义了NOEBUG,则assert什么也不作,默认状态下没有定义NOEBUG,此时assert将执行运行时检查
可使用#define语句定义NOEBUG,关闭调试状态
定义NOEBUG避免检查各类条件所需的运行时开销,assert应仅用于验证那些不可能发生的事情
可用NOEBUG编写本身的条件调试代码,若是NOEBUG未定义,将执行#ifndef和#endif之间的代码,若是定义了NOEBUG,这些代码将被忽略

void print(const int ia[], size_t size)
{
#ifndef NDEBUG
        //__func__是编译器定义的一个局部静态变量,用于存放函数的名字,以一个const char静态数组
    cerr << __func__ << ": array size is" << size << endl;
#endif
//...

FILE 存放文件名的字符串字面值
LINE 存放当前行号的整型字面值
TIME 存放文件编译时间的字符串字面值
DATE 存放文件编译日期的字符串字面值

函数匹配

一、选定本次调用对应的重载函数集,集合中的函数称为候选函数集,集合中的函数称为候选函数
候选函数有两个特征:与被调用函数同名,声明在调用点可见
二、考察本次调用可提供的实参,而后从候选函数中选出能被这组实参调用的函数,这些新选出的函数称为可行函数
可行函数有两个特征:形参数量与本次调用提供的实参数量相等,每一个实参的类型与对应的形参类型相同
若是函数含有默认实参,则咱们调用该函数时传入的实参数量可能少于它实际使用的实参数量
三、从可行函数中选择与本次调用最匹配的函数
若是有且仅有一个函数知足下列条件,则匹配成功:
· 该函数每一个实参的匹配都不劣于其余可行函数须要的匹配
· 至少有一个实参的匹配优于其余可行函数提供的匹配

实参类型转换

一、精准匹配
· 实参类型和形参类型相同
· 实参从数组类型或函数类型转换成对应的指针类型
· 向实参添加顶层const或者从实参中删除顶层const
二、经过const转换实现的匹配
三、经过类型提高实现的匹配
四、经过算术类型转换或指针转换实现的匹配
五、经过类类型转换实现的匹配

函数匹配和const实参

若是重载函数的区别在于它们的引用类型的形参是否引用了const,或者指针类型的形参是否指向const,则当调用发生时编译器经过实参是不是常量来决定选择哪一个函数

函数指针

指向函数,类型由它的返回类型和形参类型共同决定,与函数名无关函数名做为一个值使用时,函数自动转换成指针可直接用指向函数的指针调用函数,无需提早解引用指针函数指针可做为形参和实参decltype返回函数类型,不会将函数类型自动转换成指针类型返回类型不会自动转换成指针,必须显式将返回类型指定为指针